习题集--《工程光学-物理光学》_测控专业

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郁道银 工程光学-物理光学答案整理

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第一章 光的电磁理论基础1.一平面电磁波可表示为 x E = 0 ,y E = 2cos[2π×1014(c z-t )+2π] ,z E = 0,求: (1)该电磁波的频率、波长、振幅和原点的初相位? (2)波的传播方向和电矢量的振动方向? (3)相应的磁场B 的表达式?解:(1)由y E = 2cos[2π×1014(c z-t )+2π]知: 频率:f=1014(Hz )λ=ct=c/f =ss m 114810103⨯=6103⨯(m) )(3m μ= A=2(m v ) 0ϕ=2π (2)传播方向Z , 振动方向Y 。

(3)相应磁矢量B 的大小εμ1=B E C = 881067.01032-⨯=⨯=B ()⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧==⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯-=-002102cos 1067.0148z y x B B T t c z B ππ2.在玻璃中传播的一个线偏振光可以表示为21510cos 10(),0,00.65x y z zE t E E cπ=-==,求:(1)光的频率、波长、振幅;(2)玻璃的折射率;(3)光波的传播方向和电矢量的振动方向。

解:(1)由21510cos 10()0.65x zE t cπ=-可知: 15141051022f ωπππ===⨯15220.39100.65um kcππλπ=== A=2(m v )xz(v)0Z H E =⨯y(E)(H)(2) 1.53c c n v fλ=== (3)传播方向Z , 振动方向X 。

3. 已知:h=0.01mm 5.1=μnm 500=λ 插入前后所引起的光程位相变化求光程的位相变化 解:)(10501.05.001.0101.05.13mm l -⨯=⨯=⨯-⨯=∆ )(202rad lππλϕ=⨯∆=∆4.已知: ()t a E ωα-=111cos ,()t a E ωα-=222cosHz 15102⨯=πω ,m v a 61= ,m v a 82= ,01=α,22πα=求:合成波表达式解:()()t a t a E E E ωαωα-+-=+=221121cos cos()t A ωα-=cos)cos(2212122212αα-++=a a a a Am v 100c o s 86264362=⨯⨯++=π3406806cos cos sin sin 22112211=++⨯=++=αααααa a a a tg)(927.01801.531.53)34(rad arctg o =⨯===πα ())(102927.0cos 105m v t E ⨯-=π5. 已知:()t A x E c zx -=ωcos 0 ,()[]450cos πωω+-=t A y E c z y求:所成正交分量的光波的偏振态 解:由已知得 A a a ==21,454512πωπωαα=⋅-+⋅=-c z c z 代入椭圆方程:()()1221221222212sin cos 2αααα-=--+a a E E a E a E y x y x2122222222=-+A E E A E A E y x y x ()2245sinsin 12-==-παα <0 ∴右旋椭圆光1λ椭圆长轴与x 轴夹角ψ ∞=-=ψδcos 22222121a a a a tg oo 902702==ψ∴或 又2345ππδπ<=< 的解舍去o 902=ψ∴o 2702=ψ∴ o135=ψ 第二章光的干涉和干涉系统1。

物理学:工程光学考试答案(题库版)

物理学:工程光学考试答案(题库版)

物理学:工程光学考试答案(题库版)1、名词解释复消色差物镜正确答案:三条谱线之间的轴向色差经过校正的物镜。

2、问答题棱镜和光栅产生的光谱特征有何不同?正确答案:它们光谱主要区别是:(1)光栅光谱是一个均匀排列光谱,(江南博哥)棱镜光谱是一个非均匀排列的光谱。

(2)光栅光谱中个谱线排列是由紫到红(光)棱镜光谱中各谱线排列三由红到紫(光)(3)光栅光谱有级,级与级之间有重叠现象棱镜光谱没有这种现象。

光栅适用的波长范围较棱镜宽。

3、名词解释虚像点正确答案:发撒的出射同心光束的会聚点。

4、单选原子吸收线的劳伦茨变宽是基于()。

A.原子的热运动B.原子与其它种类气体粒子的碰撞C.原子与同类气体粒子的碰撞D.外部电场对原子的影响正确答案:B5、名词解释视场正确答案:物空间中,在某一距离光学系统所能接受的最大物体尺寸,此量值以角度为单位。

6、问答题同一物体经针孔或平面镜所成的像有何不同?正确答案:由反射定律可知,平面镜的物和像是关于镜面对称的。

坐标由右旋坐标系变为像的左旋坐标系,因此像和物左右互易上下并不颠倒。

即物体经平面镜生成等大、正立的虚像。

物体经针孔成像时,物点和像点之间相对与针孔对称。

右旋坐标系惊针孔所成的像仍为右旋坐标系,因此像和物上下左右都是互易的,而且像的大小与针孔到接受屏的距离有关,即物体经针孔生成倒立的实像。

7、填空题发射光谱定性分析,常以()光源激发。

正确答案:直流电弧8、填空题在进行光谱定性全分析时,狭缝宽度宜(),目的是保证有一定的(),而进行定量分析时,狭缝宽度宜(),目的是保证有一定的()。

正确答案:窄;分辨率;宽;照度9、名词解释临界角角正确答案:光密介质到光疏介质出现全反射现象,产生全反射现象时的最小入射角称为临界角。

10、名词解释波像差正确答案:当实际波面与理想波面在出瞳处相切时,两波面间的光程差就是波像差.11、问答题PLC与FBT光分路器相比有哪些优点?正确答案:与传统的采用光纤熔融拉锥工艺制作的器件相比,PLC光分路器具有工作波长宽,通道损耗均匀性体积小,工作温度范围宽,可靠性高等特点,目前是PON接入网中连接OLT和O NU并实现光信号功率分配的首选.12、填空题等离子体光源(ICP)具体有(),()等优点。

工程光学物理光学参考答案

工程光学物理光学参考答案

物理光学作业参考答案[13-1] 波长nm 500=λ的单色光垂直入射到边长3cm 的方孔,在光轴(它通过孔中心并垂直孔平面)附近离孔z 处观察衍射,试求出夫琅和费衍射区的大致范围。

解:夫琅和费衍射条件为:π<<+zy x k2)(max2121 即: m nm y x z 900109.0500)1015()1015()(122626max2121=⨯=⨯+⨯=+>>λ[13-3]平行光斜入射到单缝上,证明:(1)单缝夫琅和费衍射强度公式为20)sin (sin )]sin (sin sin[⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧--=i a i a I I θλπθλπ 式中,0I 是中央亮纹中心强度;a 是缝宽;θ是衍射角,i 是入射角(见图)。

证明:(1缝上任意点Q 的位矢:单逢上光场的复振幅为:因此,观察面上的夫琅和费衍射场为: (其中: ))cos ,0,(sin i i k k =)0,,(11y x r = 1sin 1)(~x i ik rk i Ae Ae x E ⋅⋅== )sin (sin )]sin (sin sin[)(~1)(~)2(1122)sin (sin )2(11sin 22sin )2(11221)2(11211211112111121i a i a ae z A dx e e z i A dx e e e z i A dx e x E e z i x E z x z ik a a x i ik z x z ik x ik a a x i ik z x z ik x z x ik a az x z ik --====+---+⋅--⋅+--+⎰⎰⎰θλπθλπλλλλθθθsin 1≈z x所以,观察面上的光强分布为:式中:(2)第一暗点位置:[13-4]在不透明细丝的夫琅和费衍射图样中,测得暗条纹的间距为1.5mm ,所用透镜的焦距为30mm ,光波波长为632.8nm 。

物理学:工程光学试题(题库版)

物理学:工程光学试题(题库版)

物理学:工程光学试题(题库版)1、单选原子发射光谱定性工作中,对粉末样品经常采用()作为支持电极。

A、石墨电极B、铜电极C、锌电极D、银电极正确答案:A2、名词解释光程正确答案:光经过的实际路径长度与所在介质(江南博哥)折射率的乘积3、问答题什么叫“畸变”?它与什么因素有关?正确答案:轴外点的宽光束和细光束都有像差存在,即使只有主光线通过光学系统,由于球差影响,它不能和第二近轴光一致,主光线和高斯像面焦点的高度不等于理想像高,其差别就是系统的畸变。

4、名词解释电光效应正确答案:在电场作用下,可以使某些各向同性的透明介质变为各向异性,从而使光产生双折射,这种现象称为电光效应。

5、名词解释弧矢平面正确答案:包含主光线,且与子午平面正交的平面。

6、填空题我们通常把分界面两边折射率高的介质称为光密介质,折射率低的介质称为()。

正确答案:光疏介质7、单选采用调制的空心阴极灯主要是为了()。

A.延长灯寿命B.克服火焰中的干扰谱线C.防止光源谱线变宽D.扣除背景吸收正确答案:B8、问答题正弦光栅在自身所在平面内分别平移和转动时,对夫琅禾费衍射场的衍射斑有什么影响。

正确答案:正弦光栅在自身所在平面内移动时衍射斑光强分布不变,相位分布发生变化。

在自身平面内转动时,衍射光强和相位分布都发生变化。

9、名词解释物方远心光路正确答案:光学系统的物方光线平行于光轴,主光线的汇聚中心位于物方无限远处.10、填空题发光点发出的光波向四周传播时,某一时刻其振动位相相同的点所构成的等相位面称为波阵面,简称()正确答案:波面11、填空题棱镜摄谱仪的结构主要由(),(),(),()四部分(系统)组成。

正确答案:照明系统;准光系统;色散系统;投影系统12、名词解释物方空间正确答案:所有实物点和虚物点的集合构成的空间。

13、填空题交流电弧的激发能力强,分析的重现性好,适用于(),不足的是蒸发能力也稍弱,灵敏度稍低。

正确答案:定量分析14、问答题什么是景深,照相物镜的景深与什么有关?正确答案:能在像面上获得清晰像的物空间的深度是系统的景深。

工程光学练习答案(带样题).doc

工程光学练习答案(带样题).doc

工程光学练习答案(带样题)期末,东北石油大学审查了09级工程光学的测量和控制材料。

第一章练习1,假设真空中的光速为3米/秒,则计算水中(n=1.333)、皇冠玻璃(n=1.51)、燧石玻璃(n=1.65)、加拿大树胶(n=1.526)、钻石(n=2.417)和其他介质中的光速。

解决方案:当灯在水中时,n=1.333,v=2.25m米/秒,当灯在皇冠玻璃中时,n=1.51,v=1.99m米/秒,当灯在燧石玻璃中时,n=1.65,v=1.82m米/秒,当灯在加拿大树胶中时,n=1.526,v=1.97m米/秒,当灯在钻石中时,n=2.417,v=1.24米/秒。

2.一个物体穿过针孔照相机,在屏幕上形成一个60毫米大小的图像。

如果屏幕被拉开50毫米,图像的尺寸变成70毫米,计算出从屏幕到针孔的初始距离。

解决方案:在同一个均匀的介质空间中,光直线传播。

如果选择通过节点的光,方向不会改变,从屏幕到针孔的初始距离为x,则可以根据三角形的相似性得到:因此,x=300mm毫米意味着从屏幕到针孔的初始距离是300毫米。

3、一块厚度为200毫米的平行平板玻璃(n=1.5),下面放一块直径为1毫米的金属板。

如果玻璃板上覆盖有圆形纸片,则要求玻璃板上方的任何方向都不能看到纸片。

这张纸的最小直径是多少?解决方案:如果纸片的最小半径是x,那么根据全反射原理,当光束从玻璃发射到空气中的入射角大于或等于全反射临界角时,就会发生全反射,正是由于这个原因,在玻璃板上方看不到金属片。

全反射的临界角由下式确定:(1)其中N2=1,n1=1.5,根据几何关系,利用平板的厚度和纸张与金属片的半径计算全反射临界角的方法如下:(2)纸张的最小直径x=179.385mm毫米可以通过组合等式(1)和(2)来获得,因此纸张的最小直径为358.77毫米4.光纤芯的折射率是n1.包层的折射率为n2,光纤所在介质的折射率为n0。

计算光纤的数值孔径(即n0sinI1,其中I1是光在光纤中以全反射模式传播时,光在入射端面的最大入射角)。

工程光学第三版下篇物理光学第十一章课后习题答案详解

工程光学第三版下篇物理光学第十一章课后习题答案详解

第十一章 光的电磁理论基础解:(1)平面电磁波cos[2()]E A t cπνϕ=-+ 对应有1462,10,,3102AHz m πνϕλ-====⨯。

(2)波传播方向沿z 轴,电矢量振动方向为y 轴。

(3)B E →→与垂直,传播方向相同,∴0By Bz ==814610[210()]z Bx CEy t ππ===⨯⨯-+解:(1)215cos[2()]10cos[10()]0.65E A t t ccπνϕπ=-+=- ∴1514210510v Hz πνπν=⇒=⨯72/2/0.65 3.910n k c m λππ-===⨯(2)8714310 1.543.910510n c c n v λν-⨯====⨯⨯⨯ 3.在与一平行光束垂直的方向上插入一片透明薄片,薄片的厚度0.01h mm =,折射率n=1.5,若光波的波长为500nm λ=,试计算透明薄片插入前后所引起的光程和相位的变化。

解:光程变化为 (1)0.005n h mm ∆=-=相位变化为)(20250010005.026rad πππλδ=⨯⨯=∆= 4. 地球表面每平方米接收到来自太阳光的功率为 1.33kw,试计算投射到地球表面的太阳光的电场强度的大小。

假设太阳光发出波长为600nm λ=的单色光。

解:∵22012I cA ε== ∴1322()10/I A v m c ε=5. 写出平面波8100exp{[(234)1610]}E i x y z t =++-⨯的传播方向上的单位矢量0k 。

解:∵exp[()]E A i k r t ω=- x y z k r k x k y k z ⋅=⋅+⋅+⋅00000000002,3,4234x y z x y z k k k k k x k y k z x y z k x y z ===∴=⋅+⋅+⋅=++=+ 6. 一束线偏振光以45度角从空气入射到玻璃的界面,线偏振光的电矢量垂直于入射面,试求反射系数和透射系数。

工程光学综合练习题

工程光学综合练习题工程光学是光学学科的一个重要分支,它关注于利用光学原理和技术来解决实际工程问题。

本篇文章将为您提供一套综合性的工程光学练习题,在完成每道题目后,您可以在下方找到相应的详细解答。

请准备好您的思维和计算能力,并让我们一起开始吧!练习题一:透镜的成像一个物体位于离一透镜的左侧10 cm处,虚物距为15 cm。

透镜的焦距为20 cm。

请计算:1. 物体的实际高度;2. 物体到透镜的像距和像的放大倍数;3. 像的性质(实像还是虚像)。

练习题二:光的折射一束光从空气(n=1)垂直入射到玻璃(n=1.5)中。

根据折射定律,请回答以下问题:1. 入射角和折射角的关系;2. 光的速度在空气和玻璃中的比值;3. 光的频率在空气和玻璃中是否改变。

练习题三:干涉现象两束相干光垂直入射到一个薄膜上,反射光和透射光的路径差为λ/4。

请回答以下问题:1. 反射光和透射光的相位差;2. 当反射光和透射光合成时,是否会发生干涉现象;3. 干涉程度与路径差的关系。

练习题四:光的偏振一束偏振光以45°的角度入射到一块偏振片上,通过该偏振片后,请回答以下问题:1. 出射光的偏振状态;2. 若将这束出射光再次入射到另一块偏振片上,且两片偏振片光轴垂直,求通过第二块偏振片的光的强度比原来的光强。

练习题五:光的衍射一束单色光通过一个狭缝后,发生衍射现象。

请回答以下问题:1. 产生衍射现象的必要条件;2. 当狭缝越窄时,衍射条纹的宽度是增大还是减小;3. 如何利用衍射现象来测量小孔的直径。

练习题六:激光技术激光在现代工程中有着广泛的应用。

请简要回答以下问题:1. 什么是激光,它与常规光有何不同之处;2. 列举至少三个激光应用的领域,并简述其原理;3. 激光在通信中的作用和优势是什么。

解答如下:练习题一:1. 物体的实际高度为10 cm。

2. 物体到透镜的像距为40 cm,像的放大倍数为1。

3. 像为实像。

练习题二:1. 入射角和折射角的关系由折射定律给出:n1sinθ1 = n2sinθ2,其中θ1为入射角,θ2为折射角,n1和n2分别为两种介质的折射率。

工程光学综合练习题

综合训练二(测控、信息、电科、光科专业适用)一、题目:典型光学系统的外形尺寸计算与分析二、目的:1)课程知识的综合运用:综合运用已经学过的理想光学系统理论、光束限制理论和像差理论,进行实际光学系统的外形尺寸计算,为光学设计打下良好基础。

2)促进协助和自学能力的提高:通过小组共同研究,促进学生团结协助精神的培养。

同时培养学生查阅资料及自学能力。

三、内容外形尺寸计算,是指根据使用要求确定光学系统整体结构尺寸的设计过程,其主要内容包括:1)确定系统的孔径、视场、分辨率以及光组构成和光束限制情况;2)确定各光组的光学特性(焦距、放大倍率等)及几何关系(轴向位置、通光孔径等);3)画出完整的系统光路图,标示主要参数予以验证;4)规划成像质量、视场、孔径的权重。

本次综合练习要求做到第3步。

四、选题方式1)以综合练习一确定的小组为单位选题;2)有兴趣做光学设计的小组先选(第7题和第15题);3)剩下的小组,由小组长抽签选择其余13题。

五、要求1)根据要求画出系统光路图,标识系统结构、光束限制和成像典型光线。

2)设计思路、分析步骤和设计过程齐全,设计合理,结果可靠。

3)第11教学周布置任务,完成选题和资料查找工作;5)第12教学周完成理想参数计算;6)第13教学周完成各光组的选型及初步计算;7)第14教学周完成整体的外形尺寸计算;(网上提交)8)第15教学周根据反馈完善,周末网上提交提交电子最终版,同时上交纸版。

六、成绩评定根据设计综合情况,以百分制给分。

附:设计题目练习题一开普勒望远镜是最简单的望远镜系统,已知视觉放大率Γ=-10X ,视场角2ω=2˚,出瞳直径D '=5mm ,出瞳距l z '=11.25mm ;另有一对称式双透镜转像系统,两透镜之间的距离为60mm ,插入上述望远镜光路中将筒长拉长180mm 。

请计算组合系统的外形尺寸(包括物镜、场镜、转像透镜、目镜的焦距、位置、通光孔径以及系统的光束限制情况等)。

工程光学习题解答(第1章)

第一章1.举例说明符合光传播基本定律的生活现象及各定律的应用。

答:(1)光的直线传播定律影子的形成;日蚀;月蚀;均可证明此定律.应用:许多精密的测量,如大地测量(地形地貌测量),光学测量,天文测量.(2)光的独立传播定律定律:不同光源发出的光在空间某点相遇时,彼此互不影响,各光束独立传播。

说明:各光束在一点交会,光的强度是各光束强度的简单叠加,离开交会点后,各光束仍按各自原来的方向传播。

2.已知真空中的光速c≈3×108m/s,求光在水(n=1。

333)、冕牌玻璃(n=1。

51)、火石玻璃(n=1。

65)、加拿大树胶(n=1。

526)、金刚石(n=2.417)等介质中的光速。

解:v=c/n(1)光在水中的速度:v=3×108/1。

333=2.25×108 m/s(2)光在冕牌玻璃中的速度:v=3×108/1。

51=1。

99×108 m/s(3)光在火石玻璃中的速度:v=3×108/1。

65=1。

82×108 m/s(4)光在加拿大树胶中的速度:v=3×108/1。

526=1。

97×108 m/s(5)光在金刚石中的速度:v=3×108/2.417=1。

24×108m/s*背景资料:最初用于制造镜头的玻璃,就是普通窗户玻璃或酒瓶上的疙瘩,形状类似“冠”,皇冠玻璃或冕牌玻璃的名称由此而来。

那时候的玻璃极不均匀,多泡沫。

除了冕牌玻璃外还有另一种含铅量较多的燧石玻璃(也称火石玻璃).3.一物体经针孔相机在屏上成像的大小为60mm,若将屏拉远50mm,则像的大小变为70mm,求屏到针孔的初始距离。

解:⇒l=300mm4.一厚度为200mm的平行平板玻璃(设n=1。

5),下面放一直径为1mm的金属片。

若在玻璃板上盖一圆形纸片,要求在玻璃板上方任何方向上都看不到该金属片,问纸片最小直径应为多少?解:本题是关于全反射条件的问题。

应用光学习题”、“物理光学习题”、“工程光学-练习题

“应用光学习题”、“物理光学习题”、“工程光学+练习题”一、选择题1、几何光学有三大基本定律,它们是是:( D )A、折射与反射定律,费马原理,马吕斯定律;B、直线传播定律,折射与反射定律,费马原理;C、独立传播定律,折射与反射定律,马吕斯定律;D、直线传播定律,独立传播定律,折射与反射定律。

2、对理想光学系统,下列表述正确的是:( C )A、位于光轴上的物点的共轭像点不在光轴上;B、物方焦点与像方焦点共轭;C、基点与基面为:焦点、主点、节点,焦平面、主平面、节平面;D、牛顿物像位置关系,它是以主点为坐标原点。

3、关于光阑,下列表述正确的是:( B )A、孔径光阑经其前面的光学系统所成的像称为入窗;B、若孔径光阑在光学系统的最前面,则孔径光阑本身就是入瞳;C、孔径光阑、入窗、出窗三者是物像关系;D、视场光阑是限制轴上物点孔径角的大小,或者说限制轴上物点成像光束宽度、并有选择轴外物点成像光束位置作用的光阑。

4、关于人眼,下列描述正确的是:( A )A、眼睛自动改变焦距的过程称为眼睛的视度调节;B、近视眼是将其近点矫正到明视距离,可以用负透镜进行校正;C、眼睛可视为由水晶体、视网膜和视神经构成的照相系统。

;D、人眼分辨率与极限分辨角成正比关系。

5、关于典型光学系统,下列表述正确的是:( B )A、增大波长可以提高光学系统的分辨率;B、显微镜的有效放大率,放大率高于1000NA时,称作无效放大率,不能使被观察的物体细节更清晰;C、目视光学仪器,其放大作用可以由横向放大率来表示;D、减小孔径可以提高光学系统的分辨率。

6、关于光的电磁理论,下列表述正确的是:( D )A、两列光波相遇后又分开,每列光波不再保持原有的特性;B、两列光波叠加后其光强为两列光波的强度之和;C、等振幅面传播的速度称为相速度;D、两个振幅相同、振动方向相同、传播方向相同,但频率接近的单色光波叠加形成拍现象。

7、关于光的干涉,下列表述正确的是:( A )A、平行平板的多光束干涉中,随平板反射率的增加,透射光的干涉条纹变得越明锐;B、楔形平板形成的干涉为等倾干涉;C、等倾干涉条纹为同心圆环状条纹,中央条纹级次最低;D、迈克耳逊干涉仪只能产生等厚干涉条纹。

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《工程光学-物理光学》习题集_测控专业【教程章节】第十一章光的电磁理论基础第十二章光的干涉和干涉系统第十三章光的衍射第十五章光的偏振和晶体光学【核心教材】郁道银,谈恒英,《工程光学》, 2011年出版了国家“十一五”规划教材(第3版)。

【参考教材】1.蔡怀宇,《工程光学复习指导与习题解答》,机械工业出版社。

2.梁铨廷,《物理光学》,电子工业出版社(第3版)。

配套教材《物理光学·学习指导与题解》,3.石顺祥等编著,《物理光学与应用光学》,(第2版)。

4.韩军等著,《物理光学学习指导》,西北工业大学出版社。

5.赵建林(西北工业),《高等光学》,国防工业出版社,2002年第一版,6.波恩,沃尔夫,《光学原理》(中英文版),电子工业出版社。

7.Eugene Hecht, Cunlin Zhang,《Optics》, Higher educationpress.8.工程光学网站:202. 113. 13. 85。

9.中国期刊网,万方网,维普期刊全文数据库等。

10.中国光学学会网 /;11.SPIE:【课程题型类别】传统型作业、模拟题、思考题、阅读题第十一章光的电磁理论基础【阅读理解题】【思考与讨论题】【计算题】【一、阅读理解题】==《工程光学复习指导与习题解答》P.99-101例题7-1, 7-2, 7-3, 7-4, 7-5【三、计算题】==《工程光学》书本,P.337--339第1,2, 3----23,30题,任选10-15题【思考与讨论题】== 写出无源、无传导电流静场的麦克斯韦方程组(积分形式或者微分形式)== 无色散情况下的物质方程和其物理意义,== 波动方程一般形式,及光波沿z轴正向传播的波动方程表示式。

== 沿z轴正向传播的平面波简谐波解的表达式,以及主要参量之间的关系。

== 总结驻波的特点。

== 理解相速度和群速度。

==什么是光和光学?研究内容的分类?==理解:“几何光学” 和“物理光学” 各自的理论体系,研究方法,了解之间的区别和之间的关系。

(此问题回答贯串各章节学习内容。

)==静电场和稳恒电流磁场与非稳定电磁场,用麦克斯韦方程组的积分表示式不同之处?物理模型有何区别?==倏逝波存在的条件,什么是倏逝波?倏逝波的特性?==光学拍,条件之一是要频率接近。

则,如果频率相差大,会有什么现象以及会有什么用途?-查阅清华大学精仪系张书连教授的研究。

==什么是拉曼散射?什么是瑞利散射?这两种散射有什么样的关系呢?【补充计算题】== 两束振动方向相互垂直的线偏振光在某点的场表示为,是在一个振动周期内选定8等分的8个不同的时刻,求出各点的合成矢量,并确定端点运动的轨迹。

(0,T/8, 2T/8, 3T/8, 4T/8…T)第十二章光的干涉和干涉系统【复习与思考题】== 讨论“11-5 节光波的叠加”与“12-1 光波的干涉条件”,在处理方法有什么不同?==书P.354—357,斐索干涉仪和迈克耳逊干涉仪(自学)==分别从以下几个方面比较:等倾干涉条纹与等厚干涉条纹1.光程差公式,干涉条件;2.中心干涉条纹的级次;3.中心条纹的明暗性;4.条纹形状,疏密性,5.条纹的间距,·····【阅读理解题】==《工程光学复习指导与习题解答》P.114--118例题:8-1, 8-2, 8-3,8-4, 8-5, 8-6,8--8==《工程光学复习指导与习题解答》P.121,(选做)四、自测练习== P.111,5.典型的双光束干涉系统及应用。

==P.112,6.平行平板的多光束干涉及应用。

==P.121,四、自测练习,23 选择填空《工程光学》,习题 P.374---377, 第 1--21,任选5-10题;第22, 23, 24 题==(习题册 ,P .125)在杨氏双缝干涉实验中,双缝间隔为0.5mm, 接收屏距离双缝1m,点光源距离双缝300mm,发射出500nm 的单色光,试求:(1)屏上干涉条纹的间隔; (2)若点光源由光轴向下移动2mm,(3)若电源发射出的光波为500±2.5nm 范围的 准单色光,求屏上能看到的干涉极大的最高 级次;(4 它的临界宽度是多少?==一双缝实验,如图所示,波长λ的单色光垂直入射到缝宽为d 的双缝上,在远处的屏幕上观察到干涉条纹。

将一块厚度为t ,折射率n 的玻璃片放在S 1和屏幕之间, (1)讨论P 0点的光强特性(2)如果将一个缝的宽度增加到2d ,而另一个缝的宽度保持不变,P 0点的光强发生怎样变化?(假设薄片不吸收光) 解:==已知汞绿线的超精细结构为546.0753nm, 546.0745nm, 546.0734nm, 546.0728nm,它们分别是汞的同位素Hg 198, Hg 200, Hg 202, Hg 204。

问用法布里-珀罗干涉仪,简称:F-P 标准具,分析者一结构如何选择标准具的间距?标准具板面反射率R=0.9。

==请设计利用干涉法测量气体折射率的光学装置,并简要说明原理。

方法:(设计+思考+阅读题)1. 杨氏干涉法2. 迈克耳逊干涉法3. 泰曼干涉法==激光器的谐振腔可以看做是一个法布里--珀罗标准具。

(1) 导出激光器输出的激光光波的频率间隔表示式;(2) 导出输出谱线宽度的表示式;(3)若氦氖激光腔长h=0.5 m,两个反射镜的反射率R=0.99,输出激光光波的频率间隔和谱线宽度是多少?(设气体折射率n=1,输出谱线的中心波长nm8.632=λ)。

==理解与推导平行平板多光束等倾干涉条纹间距2.07s2sπε==解得其中第十三章光的衍射【一、思考与讨论题】== 理解光源的时间相干性和空间相干性,极其物理机理是什么?有什么经典的应用?==光波动性的2个主要标志:光的干涉与光的衍射,它们的联系与区别,处理方式的相同与不同。

== 理解波的叠加原理。

==惠更斯原理的核心;解决了衍射的什么问题;不能解决衍射什么问题;==菲涅耳原理提出了?解决什么?但没有能给出什么?【二、阅读理解题】==《工程光学复习指导与习题解答》P.135--141例题9-1, 9-2, 9-3----9-10==《工程光学复习指导与习题解答》P.141---145四自测练习(选做)【三、计算题】==《工程光学》书本,P.417---第8 ,9,11, 12,13,14,15, 16, 17,18,19,20, 21,22,25, 26,27题,任选8--12题==波长为500nm的平行光垂直照射在宽度为0.025mm的缝上,以焦距为50cm的会聚透镜讲衍射光聚集在焦平面上进行观察。

(1)求单缝衍射中央亮条纹的角半宽度;(2)第1亮纹到衍射中心的距离是多少?若场中心强度为I0,第1亮纹的强度时多少?==边长为a 和b的矩孔的中心有一个边长为a’和b’的半透明方屏,试导出这种光阑的夫琅和费衍射强度公式;==有一多缝衍射屏,如图所示,缝数是2N,缝宽为a,缝间不透明部分的宽度依次为a和3a。

试求,正入射情况下,这一衍射屏的夫琅和费衍射强度分布。

==一束直径为2mm的氦氖激光器(波长632.8nm)自地面射向月球,已知月球到地面的距离是376*103 km, 问在月球上接收到的光斑有多大?若把激光束扩束到直径为0.2m再射向月球,月球上接收到的光斑又有多大?==一台虚伪镜的数值孔径N.A.=0.9, 试求:(1)它的最小分辨率;(2)利用油浸物镜是数值孔径重大到1.5,利用紫色滤光片使波长减小为430mm,问它的分辨率本领提高多少?(3)利用在(2)中获得的分辨本领,显微镜的放大倍数应设计成多大?==一块每毫米1000个刻槽的反射闪耀光栅。

以平行光垂直槽面入射,1级闪耀波长为546nm。

问(1) 光栅闪耀角多大?(2)若不考虑缺级,有可能看到546nm 的几级光谱?(3) 各级光谱的衍射角是多少?==一块闪耀光栅宽260mm,每毫米有300个刻槽,闪耀角为77012’。

(1)求光束垂直槽面入射是,对于波长 =500nm的光的分辨本领;(2)光栅的自由光谱范围有多大?(3)同空气间隔为1cm,锐度为25的F-P标准具的分辨本领和自由光谱范围作一比较。

==波长从390 nm到780nm的白光垂直入射到每毫米600条缝的光栅上。

(1)求白光第一级光谱的角宽度;(2)说明第二级光谱和第三级光谱部分都重叠==设计一块光栅,要求:(1)使波长λ=600 nm的第二级谱线的衍射角;(2)色散尽可能大;(3)第三级谱线缺级;(4)对于波长λ=600 nm的二级谱线能分辨0.02nm的波长差。

在选定光栅参数后,问在透镜的焦面上只可能看到波长λ=600 nm 的几条谱线?==在双缝的夫琅和费衍射实验中,所用的光波的波长λ=632.8 nm,透镜f=50cm,观察到相邻亮纹之间的距离e=1.5mm,并且当第4级亮纹缺级时。

试求:(1)双缝的缝距和缝宽;(2)1,2,3级亮纹的相对强度;(3)当d=10a 的双缝的第1,2,3级亮纹的相对强度。

==用波长为λ的光波垂直照射一个N=4,d=4a的衍射屏,这里d为相邻两缝间隔,a为缝宽,试求:(1)指出缺级级次;(2)绘出光强I随sinθ变化的分布曲线。

θ为衍射角;(3)当λ=a/2正入射时,最多能够看到多少条亮纹;(4)计算前3个主极大与中央极大的比值。

==设一个有20个阶梯的光栅,t=1cm, n=1.5,λ=500nm,求(1)透射光或反射光在法线方向上能够分辨的最小波长差;(2)入射光方向上干涉主极大的级数;(3)光栅的角色散;==一块每毫米1000个刻槽的反射闪耀光栅。

一平行光垂直槽面入射,以及闪耀波长为546nm。

问(1) 光栅闪耀角多大?(2)若不考虑缺级,有可能看到546nm 的几级光谱?(3) 各级光谱的衍射角是多少?== 一块闪耀光栅宽260mm,每毫米有300个刻槽,闪耀角为77012’。

(1)求光束垂直槽面入射是,对于波长λ=500nm的光的分辨本领;(2)光栅的自由光谱范围有多大?(3)同空气间隔为1cm,锐度为25的F-P标准具的分辨本领和自由光谱范围作一比较。

==设一个有20个阶梯的光栅,t=1cm, d=0.1cm, n=1.5,λ=500nm的单色光垂直入射,求(1)透射光或反射光在入射光方向上干涉主极大的级数;(2)透射光或反射光在法线方向上能够分辨的最小波长差;(3)光栅的角色散(折射率不随波长变化)。

==求证显微镜的分辨本领计算公式,并说明如何提高其分辨本领。

==推导双缝衍射强度分布计算公式全过程,并分析双缝衍射的极值分布与特点。

NA u n λλε61.0sin 61.0==第十五章光的偏振和晶体光学【一、阅读理解题】==《工程光学复习指导与习题解答》P.155---161例题10-1, 10-2,-----10-10,10-11,10-123. 《工程光学》书本,P.487例题15-1, 例题15-2【二、思考与讨论题】== 为什么只有横波才可能是偏振的?== 惠更斯作图法== 离散角物理意义与计算。

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